JP4809702B2 - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、オルタネータ等の自動車補機を駆動するベルトの張力保持に用いられる油圧式オートテンショナに関する。

自動車の補機、たとえばオルタネータやカーエアコンやウォータポンプなどは、その回転軸がエンジンのクランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介して駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、支点軸を中心として揺動可能に設けたプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、そのテンションプーリをベルトに押さえ付ける方向にプーリアームを付勢する油圧式オートテンショナとからなる張力調整装置が使用される。

この張力調整装置に組み込まれる油圧式オートテンショナは、一端が開放したシリンダ内に挿入されたロッドと、そのロッドをシリンダ外方に付勢するリターンスプリングを有し、ベルトの張力が変動すると、ベルトの張力とリターンスプリングの付勢力がつりあう位置までロッドが移動して、ベルトの張力変動を吸収する。また、シリンダ内に油圧ダンパ機構が組み込まれ、その油圧ダンパ機構で、ロッドに付与される押し込み力を緩衝してベルトの張力を安定させる。このように自動車補機を駆動するベルトの張力を適正範囲に保持しているとき、ロッドは１．６ｍｍ以下のストロークで往復動する。

また、この油圧式オートテンショナは、ロッドをスライド自在に貫通させる環状のオイルシールを有し、そのオイルシールで油圧ダンパ機構の作動油をシリンダ内に密封している。ここで、油圧ダンパ機構の作動油を密封するオイルシールとして、オイルシールの内周に軸方向に間隔をおいて第１リップと第２リップを形成したオイルシールが知られている（特許文献１）。

しかし、このオイルシールを用いても、シリンダからの作動油の漏れを十分に防止することができなかった。この原因は次のように考えられる。図５（ａ）に示すようにロッド５１の外周に作動油Ｈが付着した状態で、ロッド５１がシリンダ外方に移動し、第１リップ５２と第２リップ５３の間に作動油Ｈが浸入すると（図５（ｂ）参照）、ロッド５１がシリンダ内方に移動した後にも、第１リップ５２と第２リップ５３の間に作動油ｈが残る（図５（ｃ）参照）。その後、ロッド５１がシリンダ外方に移動すると、第１リップ５２と第２リップ５３の間にある作動油ｈが第２リップ５３に到達し、シリンダ外方に漏出する（図５（ｄ）参照）。このようなロッド５１の往復動による作動油の掻き出し作用によって、シリンダからの作動油の漏れが生じるものと考えられる。特に、自動車補機を駆動するベルトの張力保持に用いられる油圧式オートテンショナは、ロッドが数百Ｈｚの頻度で往復動するので、作動油の漏れが生じやすい。
特開２００４−１３８０９１号公報

この発明が解決しようとする課題は、油圧ダンパ機構の作動油がシリンダから漏れにくい油圧式オートテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、一端が開放したシリンダ内にロッドを挿入し、そのロッドをシリンダ外方に付勢するリターンスプリングを設け、前記ロッドに付与される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構を前記シリンダ内に組み込み、前記ロッドをスライド自在に貫通させる環状のオイルシールを設け、そのオイルシールの内周に軸方向に間隔をおいて形成したリップで前記油圧ダンパ機構の作動油を前記シリンダ内に密封する油圧式オートテンショナにおいて、軸方向に隣り合う前記リップの間隔を１．６ｍｍ以上とした。

この発明の油圧式オートテンショナは、隣り合うリップの間隔が１．６ｍｍ以上あるので、ロッドがシリンダ内方に移動した後にシリンダ外方に移動したときに、隣り合うリップ間にある作動油がシリンダ外方側のリップに到達しにくく、隣り合うリップ間から漏出しにくい。そのため、この油圧式オートテンショナは、油圧ダンパ機構の作動油がシリンダから漏れにくい。

図１、図２に、自動車補機を駆動するベルト１の張力調整装置を示す。この張力調整装置は、エンジンブロック２に固定した支点軸３を中心に揺動可能なプーリアーム４と、プーリアーム４に回転可能に取り付けたテンションプーリ５と、テンションプーリ５をベルト１に押さえ付ける方向にプーリアーム４を付勢する油圧式オートテンショナ６とを有する。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ６は、一端が開放したシリンダ７内にロッド８が挿入され、そのロッド８の上端にばね座９が取り付けられている。また、シリンダ７の外周にはフランジ部１０が形成され、フランジ部１０とばね座９の間には、ロッド８をシリンダ７の外方に付勢するリターンスプリング１１が組み込まれている。また、シリンダ７内には、ベルト１の張力によってロッド８に付与される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構１２が組み込まれている。

油圧ダンパ機構１２は、ロッド８の下端に接続されたプランジャ１３と、シリンダ７内に挿入して固定されたスリーブ１４を有する。プランジャ１３は、作動油が充填されたスリーブ１４内に摺動可能に挿入され、シリンダ７の内部をリザーバ室１５と圧力室１６に区画している。圧力室１６には、プランジャ１３をロッド８に押さえ付けるプランジャスプリング１７が組み込まれている。

リザーバ室１５と圧力室１６は、プランジャ１３に形成された通路１８を介して連通しており、その通路１８の圧力室１６側の開口には、リザーバ室１５側から圧力室１６側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１９が設けられている。

また、シリンダ７の閉塞端には連結片２０が設けられ、その連結片２０に形成されたブッシュ挿入孔２１にブッシュ２２が挿入され、さらにそのブッシュ２２に挿入されたボルト２３がエンジンブロック２にねじ込まれている。同様に、ばね座９の上面に連結片２４が設けられ、その連結片２４に形成されたブッシュ挿入孔２５にブッシュ２６が挿入され、さらにそのブッシュ２６に挿入されたボルト２７がプーリアーム４にねじ込まれている。

シリンダ７の上部内周には、ロッド８をスライド自在に支持するウエアリング２８が嵌め込まれ、そのウエアリング２８の上側に、ロッド８をスライド自在に貫通させる環状のオイルシール２９が嵌め込まれている。オイルシール２９は、シリンダ７の内周に係止する菊形止め輪３０で抜け止めされている。

図３に示すように、オイルシール２９は、環状の芯金３１をゴム材料で覆って形成され、オイルシール２９の内周には、軸方向に間隔をおいて第１リップ３２と第２リップ３３とちりよけ３４が順に形成されている。第１リップ３２と第２リップ３３は、ガータスプリング３５で半径方向に締め付けられており、シリンダ７内からシリンダ７の外部への作動油の漏れを防止する。また、第１リップと３２第２リップ３３は、リップ先端の軸方向間隔Ｂが１．６ｍｍ以上となるように形成されている。一方、ちりよけ３４は、シリンダ７の外部からシリンダ７内への異物侵入を防止している。

つぎに、この油圧式オートテンショナ６を組み込んだベルト張力調整装置の動作を説明する。

ベルト１の張力が小さくなると、ベルト１の張力とリターンスプリング１１の付勢力がつり合う位置までロッド８がシリンダ７の外方に移動し、その移動によりプーリアーム４が揺動してベルト１の弛みを吸収する。このとき、圧力室１６の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも低くなるのでチェックバルブ１９が開き、リザーバ室１５の作動油が通路１８を通って圧力室１６に流れる。そのため、テンションプーリ５の移動が速やかであり、ベルト１の弛みは迅速に吸収される。

一方、ベルト１の張力が大きくなると、ベルト１の張力とリターンスプリング１１の付勢力がつり合う位置までロッド８がシリンダ７の内方に押し込まれ、その押し込みによりプーリアーム４が揺動してベルト１の緊張を吸収する。このとき、圧力室１６の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも高くなるのでチェックバルブ１９が閉じ、圧力室１６の作動油が、プランジャ１３とスリーブ１４の摺動面間に形成されるリーク隙間を通ってリザーバ室１５に流れる。そのため、ロッド８に付与された押し込み力が緩衝されてテンションプーリ５はゆっくりと移動し、ベルト１を安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

このように、油圧式オートテンショナ６はベルト１の張力変動に応じて往復動し、ベルト１の張力を適正範囲に保持する。このとき、ロッド８は、１．６ｍｍ以下のストロークＳで往復動する。

この油圧式オートテンショナ６は、第１リップ３２と第２リップ３３の間隔Ｂが１．６ｍｍ以上あるので、作動油がシリンダ７から漏れにくい。すなわち、図４（ａ）に示すようにロッド８の外周に作動油Ｈが付着した状態で、ロッド８がシリンダ７の外方に移動し、第１リップ３２と第２リップ３３の間に作動油Ｈが浸入すると（図４（ｂ）参照）、ロッド８がシリンダ７の内方に移動した後にも、第１リップ３２と第２リップ３３の間に作動油ｈが残る（図４（ｃ）参照）。その後、ロッド８がシリンダ７の外方に移動すると、第１リップ３２と第２リップ３３の間に残った作動油ｈは第２リップ３３に接近するが（図４（ｄ）参照）、第１リップ３２と第２リップ３３が、ロッド８のストロークＳ以上に離れているので、第１リップ３２と第２リップ３３の間の作動油ｈが第２リップ３３に到達しにくい。

このように、この油圧式オートテンショナ６は、ロッド８がシリンダ７の内方に移動した後シリンダ７の外方に移動したときに、第１リップ３２と第２リップ３３の間にある作動油ｈが第２リップ３３に到達しにくく、第１リップ３２と第２リップ３３の間から漏出しにくい。そのため、ロッド８が数百Ｈｚの頻度で往復動したときにも、油圧ダンパ機構１２の作動油がシリンダ７から漏れにくい。

この発明の実施形態の油圧式オートテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図２に示すオイルシールの拡大図 （ａ）は図３に示すロッドの外周に作動油が付着した状態を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のロッドがシリンダ外方に移動した状態を示す模式図、（ｃ）は（ｂ）のロッドがシリンダ内方に移動した状態を示す模式図、（ｄ）は（ｃ）のロッドがシリンダ外方に移動した状態を示す模式図 （ａ）は従来の油圧式オートテンショナのロッドの外周に作動油が付着した状態を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のロッドがシリンダ外方に移動した状態を示す模式図、（ｃ）は（ｂ）のロッドがシリンダ内方に移動した状態を示す模式図、（ｄ）は（ｃ）のロッドがシリンダ外方に移動した状態を示す模式図

符号の説明

７ シリンダ
８ ロッド
１１ リターンスプリング
１２ 油圧ダンパ機構
２９ オイルシール
３２，３３ リップ

Claims (1)

1. 一端が開放したシリンダ７内にロッド８を挿入し、そのロッド８をシリンダ７外方に付勢するリターンスプリング１１を設け、前記ロッド８に付与される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構１２を前記シリンダ７内に組み込み、前記ロッド８をスライド自在に貫通させる環状のオイルシール２９を設け、そのオイルシール２９は、環状の芯金３１をゴム材料で覆って形成され、軸方向に間隔をおいて形成された複数のリップ３２，３３を有し、そのリップ３２，３３をガータスプリング３５で半径方向に締め付けた構成のものであり、そのオイルシール２９の内周に軸方向に間隔をおいて形成したリップ３２，３３で前記油圧ダンパ機構１２の作動油を前記シリンダ７内に密封し、自動車補機を駆動するベルトの張力を保持しているときにロッドが１．６ｍｍ以下のストロークで往復動する油圧式オートテンショナにおいて、前記ガータスプリング３５で半径方向に締め付けられた軸方向に隣り合う前記リップ３２，３３の間隔Ｂを１．６ｍｍ以上としたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
   

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